Plant protein gels as binders in meat product analogues

Abstract

In response to concerns about the environmental, ethical, and health impacts of meat consumption, plant-based meat analogues have become an important development in the food industry. To obtain prodcts with similar texture and nutritional properties, three major components of meat products (fibrous meat particles, adipose tissue, and myofibrillar meat proteins) need to be replicated. Furthermore, different binding mechanisms, such as heat, acid, and enzyme induction, and drying, are used to create coherent matrices for plant-based meat analogues. In Chapter 2, the study focuses on the use of soy protein gels as binders, with a particular emphasis on a combination of transglutaminase (TG) induced gels. The results indicate that TG-induced soy protein gels offer promising binding strength for meat analogues. Chapter 3 explores a combination of TG and slowly acidifying glucono-delta-lactone (GDL) as a binder, showing that this approach results in acidic gels with enhanced textural properties, making it suitable for acidic meat analogue products like fermented sausages. Chapter 4 applies previously studied soy protein gels as binders for sausage analogues. The research indicates that the choice of binder content influences the cohesiveness and hardness of the sausage analogues, with drying having a significant impact on hardness. In Chapter 5, hydrated gluten is used as a binder, leading to increased cohesiveness and springiness with rising binder content. It emphasizes the importance of adhesive properties between the binder and other particles in achieving desirable meat analogue texture. Overall, the thesis underscores that plant protein suspensions can serve as effective binders for meat analogue products, provided they exhibit both sufficient hardening through network formation and adhesive properties to ensure cohesiveness. It also discusses various formulation and process-based approaches to modulate the texture of meat analogue products.

Diskussionen über die ökologischen, ethischen und gesundheitlichen Auswirkungen des Fleischkonsums haben die Entwicklung von pflanzlichen Fleischersatzprodukten gefördert, die zu einem wichtigen Trend der Lebensmittelindustrie geworden sind. Um Produkte mit ähnlicher Textur und ähnlichen Ernährungseigenschaften zu erhalten, müssen drei Hauptbestandteile von Fleischprodukten (faserige Fleischpartikel, Fettgewebe und myofibrilläre Fleischproteine) nachgebildet werden. Außerdem werden verschiedene Bindungsmechanismen wie Hitze-, Säure- und Enzyminduktion sowie Trocknung eingesetzt, um eine kohärente Matrix für pflanzliche Fleischersatzprodukte zu schaffen. In Kapitel 2 konzentriert sich die Dissertation auf die Verwendung von Sojaprotein-Gelen als Bindemittel, mit besonderem Schwerpunkt auf einer Kombination von Transglutaminase (TG)-induzierten Gelen. Die Ergebnisse zeigen, dass TG-induzierte Sojaprotein-Gele ein vielversprechender Binder für Fleischersatzprodukten sind. In Kapitel 3 wird eine Kombination aus TG und langsam säuerndem Glucono-delta-lacton (GDL) als Binder untersucht. Es wird gezeigt, dass dieser Ansatz zu Gelen bei saurem pH mit verbesserten texturellen Eigenschaften führt, wodurch er sich für gesäuerte Fleischersatzprodukte wie Rohwürste eignet. In Kapitel 4 werden die zuvor untersuchten TG-und GDL-induzierten Sojaprotein-Gele als Binder für pflanzliche Würste verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wahl des Binderanteils die Kohäsion und die Festigkeit der pflanzlichen Würste beeinflusst, wobei die Trocknung einen erheblichen Einfluss auf die Festigkeit hat. In Kapitel 5 wird hydratisiertes Gluten als Binder verwendet, was mit steigendem Binderanteil zu mehr Kohäsion und Elastizität führt. Es wird gezeigt, wie wichtig die Adhäsionseigenschaften zwischen Binder und anderen Partikeln sind, um die gewünschte fleischähnliche Textur zu erreichen. Insgesamt unterstreicht die Arbeit, dass pflanzliche Proteinsuspensionen als wirksame Binder für fleischanaloge Produkte dienen können, sofern sie sowohl eine ausreichende Festigkeit durch Netzwerkbildung als auch adhäsive Eigenschaften aufweisen, um den Zusammenhalt zu gewährleisten. Außerdem werden verschiedene formulierungs- und prozessbasierte Ansätze zur Modulation der Textur von Fleischersatzprodukten erörtert.